浮空器充气测量装置、充气系统及充气方法

1.本发明涉及浮空器充气与充气量计算技术领域，尤其涉及一种浮空器充气测量装置、充气系统及充气方法。


背景技术：

2.浮空器一般是指内部充入比重轻于空气的浮升气体、依靠浮力升空的飞行器。传统的浮空器可以分为飞艇、高空气球、系留气球这三大类；浮升气体一般较常使用氢气和氦气，但是由于氢气易燃易爆，具有一定的危险性，所以现在的浮空器多使用氦气作为浮升气体。
3.浮空器发放时，如何准确计算浮空器内部充入的充气量十分重要，直接影响浮空器能否顺利升空，进而决定浮空器的上升速度和驻空高度。如果充气量不足，则会导致浮空器的上升速度过慢甚至不能达到预期高度。反之，如果充气量过多，会导致浮空器的上升速度过快甚至因来不及排气，其压力就快速上升，浮空器内外压差将超过浮空器蒙皮材料的安全承压范围，进而损坏浮空器。充气量一般是指浮升气体的质量，它并不完全等同于净浮力值。净浮力是指浮升气体排开空气的体积产生的浮力减去浮升气体的重力；当浮升气体与大气温度一致时，其产生的净浮力值与浮升气体的质量成一个固定的比例系数，但是当浮升气体与大气温度不一致时，净浮力值的计算就不能简单地乘以这个比例系数，而应该通过气体状态方程和阿基米德原理联合求解。浮升气体质量决定了浮空器的平衡状态，而净浮力值决定了浮空器的初始升速。因此，在计算浮空器的充气量时，需要同时计算浮升气体的质量和净浮力值。
4.而在现有技术中，浮空器充气一般是通过高压气瓶、充气管和充气狼牙棒来实现。浮空器的充气量计算一般有三种方法：1)对于小型浮空器可以采用拉力计直接称量的方法，该方法对小型浮空器充气量计算较为准确且方便，但是对大型浮空器或者野外充气有地面风影响时就无法准确测量，并且通过直接称量法得到的其实是在当前环境下的净浮力值，而不是浮升气体的质量。2)一般的浮空器都可以采用电子流量计来测量流体的流速和流量。充气时，将流量计的一端与高压气瓶连接，另一端与充气管连接，流量计上即可显示流速和流量，继而得到浮升气体总质量。其优点是操作简单，使用方便，可即时读数，缺点是测量结果有一定的误差性，主要存在零点漂移问题，而且外界振动和干扰、流体温度和密度、流体流速等都对测量结果有影响，特别当流速较低时测量误差就会很大。而且，通过流量计测量计算直接得到的是浮升气体的质量，不能准确计算当前环境条件下的净浮力值。3)利用高压气瓶内气体在不同压力和温度下的密度插值关系进行充气量计算。现有方法是通过测量高压气瓶出口压力和高压气瓶的表面温度，利用气体在不同压力和温度下的密度插值关系来计算充气量，但是这种计算方法的误差来源于高压气瓶的表面温度并不是真实的输出的气体温度。根据经验，气体绝热膨胀会快速降温，因此输出的气体温度会低于气瓶温度。
5.基于上述现有技术中存在的浮空器的充气过程中存在的问题，亟需一种更为准确
的充气装置和方法去优化浮空器的充气计量过程。


技术实现要素：

6.本发明提供一种浮空器充气测量装置、充气系统及充气方法，用以解决现有技术中浮空器发放之前的充气过程中存在的测量计算不准确的问题，实现浮空器净浮力值的准确计算。
7.本发明提供一种浮空器充气测量装置，包括气体流通主体和温度测量模块，所述气体流通主体为中空的可以使气体通过的管状结构，所述气体流通主体侧壁上设置有贯通安装孔；所述温度测量模块安装于所述贯通安装孔，用于对通过所述气体流通主体的气体进行测温。
8.根据本发明提供的浮空器充气测量装置，所述气体流通主体内部安装有蜂窝过滤网，所述蜂窝过滤网沿着所述气体流通主体内部通道的径向分布，所述气体流通主体内部通道的通道壁上设置有环形卡槽，所述蜂窝过滤网的边沿卡合于所述环形卡槽。
9.根据本发明提供的浮空器充气测量装置，所述蜂窝过滤网至少有两片，相邻两片所述蜂窝过滤网之间设置消音海绵。
10.根据本发明提供的浮空器充气测量装置，所述气体流通主体包括通径段和渐变径段，所述渐变径段的小径端设置内螺纹连接接头作为进气端，所述渐变径段的大径端与所述通径段一体化连接，所述通径段远离所述渐变径段的端部设置外螺纹作为出气端。
11.根据本发明提供的浮空器充气测量装置，所述温度测量模块包括温度探头、温度数据传输杆和数据无线传输模块，所述温度探头安装于所述贯通安装孔中，用于对通过所述气体流通主体的气体进行测温；所述温度数据传输杆的第一端部连接所述温度探头，用于对所述温度探头测得的温度数据进行传输；所述数据无线传输模块连接所述温度数据传输杆的第二端部，用于接收所述温度数据传输杆传输的温度数据，并无线传输给远端系统进行计算。
12.本发明还提供一种浮空器充气系统，包括上述浮空器充气测量装置，还包括浮空器、充气管线、气源装置和远程计算机，所述浮空器上设置充气口，所述浮空器充气测量装置连接所述充气口；所述充气管线连接所述浮空器充气测量装置，用于气体的传输；所述气源装置上设置有温度测量传感器，所述气源装置的出口连接所述充气管线，且在所述气源装置的出口处设置有压力表；所述远程计算机用于接收所述温度测量模块、所述温度测量传感器和所述压力表数据并进行计算。
13.根据本发明提供的浮空器充气系统，所述气源装置由多个高压气瓶串联组成，并通过总开关连接所述充气管线，所述压力表安装于所述总开关背向所述充气管线一侧，所述高压气瓶上安装所述温度测量传感器用于测量所述高压气瓶内部气体温度。
14.根据本发明提供的浮空器充气系统，所述充气口为硬式充气口或充气法兰，所述气体流通主体的出气端通过螺纹连接方式或者法兰连接方式连接所述充气口。
15.根据本发明提供的浮空器充气系统，所述充气口为软式充气口，所述软式充气口包裹所述气体流通主体的出气端。
16.本发明还提供一种浮空器的充气方法，采用上述浮空器充气系统，包括如下步骤：
17.步骤一：安装连接所述浮空器充气系统；
18.步骤二：检查确认所述温度测量模块、所述温度测量传感器和所述压力表正常工作，并检查所述远程计算机接收数据正常；
19.步骤三：通过所述远程计算机读取所述温度测量传感器和所述压力表测量数据，得到所述气源装置初始压力值和初始温度值，对照浮升气体在不同压力和温度下的密度插值关系表，得到所述气源装置内气体的初始浮升气体质量；
20.步骤四：打开所述气源装置开关，对所述浮空器进行充气；
21.步骤五：充气过程中，所述远程计算机实时读取所述温度测量传感器和所述压力表测量数据，在所述远程计算机上计算得到所述气源装置内气体的实时浮升气体质量；用所述初始浮升气体质量和所述实时浮升气体质量取差值得到充入所述浮空器的浮升气体质量，用该浮升气体质量计算得到实时浮空器净浮力值a；
22.步骤六：通过所述温度测量模块测得实时经过所述气体流通主体的气体的温度值，在所述远程计算机上利用所述温度测量模块测得的温度值对同一时刻的步骤五得到的所述实时浮空器净浮力值a进行修正，得到实时浮空器净浮力值b；
23.步骤七：将步骤六得到的所述浮空器净浮力值b与目标充气量进行比较，当所述实时浮空器净浮力值b达到所述目标充气量时，充气结束，关闭所述气源装置的开关；
24.步骤八：取下与所述浮空器连接的所述浮空器充气测量装置，将所述充气口密封，所述浮空器完成充气过程。
25.本发明提供的这种浮空器充气测量装置、充气系统及充气方法，在浮空器充气时，通过浮空器充气测量装置可以直接测量浮升气体传输过程中的温度，并结合气体状态方程准确计算浮空器的浮升气体质量与当前环境下的净浮力值，浮空器充气测量装置可以在浮空器充气时，测量经过充气管道绝热膨胀后的气体温度，继而计算出更为精确的浮空器净浮力值，用以解决现有技术中浮空器发放之前的充气过程中存在的测量计算不准确的问题，实现浮空器所充入浮升气体质量与当前环境条件下净浮力值的准确计算。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本发明提供的浮空器充气测量装置的结构示意图；
28.图2是本发明提供的气体流通主体的轴测示意图；
29.图3是本发明提供的气体流通主体的结构剖面示意图；
30.图4是本发明提供的温度测量模块的结构示意图；
31.图5是本发明提供的温度测量模块的安装位置示意图；
32.图6是本发明提供的浮空器充气系统的结构示意图；
33.图7是本发明提供的浮空器的结构示意图。
34.附图标记：
35.1、浮空器充气测量装置；2、浮空器；3、充气管线；4、气源装置；5、远程计算机；
36.11、气体流通主体；12、温度测量模块；13、蜂窝过滤网；14、消音海绵
37.111、贯通安装孔；112、通径段；113、渐变径段；
38.121、温度探头；122、温度数据传输杆；123、数据无线传输模块；
39.21、充气口；
40.41、温度测量传感器；42、压力表；43、高压气瓶；44、总开关。
具体实施方式
41.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
43.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
44.在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
45.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
46.本发明提供一种浮空器充气测量装置的一个实施例，参见图1所示，包括气体流通主体11和温度测量模块12，气体流通主体11为中空的可以使气体通过的管状结构，气体流通主体11侧壁上设置有贯通安装孔111；温度测量模块12安装于贯通安装孔111，用于对通过气体流通主体11的气体进行测温。
47.上述本实施例提供的浮空器充气测量装置，主要用作浮空器充气过程中对充气量的测量，计算出相对应产生的浮空器的浮力值。将该浮空器充气测量装置串联接入浮空器
的充气管线中，由温度测量模块12测量流经气体流通主体11的气体的温度，结合气体状态方程和充气装置测得的充入浮空器的浮升气体质量，计算出更为精确的浮空器净浮力值，来判断具体的充气结束时间。传统浮空器充气测量方法是通过测量高压气瓶出口压力和高压气瓶的表面温度，利用气体在不同压力和温度下的密度插值关系来计算充气量，但是这种计算方式存在误差，主要是高压气瓶的表面温度并不是真实的气体出口温度，根据经验，气体绝热膨胀会快速降温，因此气体出口温度会低于气瓶温度。本发明的这种装置，通过添加浮空器充气测量装置，可以在传统测量充气量的基础上，测得气体绝热膨胀后的温度，根据气体状态方程对数据进一步进行修正，得到更为精确的浮空器的浮力值，继而去判断充气结束时间，完成对浮空器的精准充气，相比于传统浮空器充气的装置和方法，本实施例体提供的这种浮空器充气测量装置，测量结果更为准确。
48.本实施例对浮空器充气测量装置的气体流通主体11进行说明，参见图3所示，气体流通主体11内部安装有蜂窝过滤网13，蜂窝过滤网13沿着气体流通主体11内部通道的径向分布，气体流通主体11内部通道的通道壁上设置有环形卡槽，蜂窝过滤网13的边沿卡合于所述环形卡槽。在浮空器充气过程中，从高压气瓶出来的浮升气体，由于高压的原因，气体冲出高压气瓶后具有很强的冲力，冲击性较强，容易对气体流经的设备造成一定的冲击损坏，甚至会损坏浮空器连接接口处的装置，本实施例中，增加的浮空器充气测量装置中设置蜂窝过滤网13，蜂窝过滤网13能对冲击气流起到一定的缓冲作用，通过蜂窝过滤网13的蜂窝状结构，能均衡和降低气流的冲击力，起到顺流反射的作用，保护气体流经的设备的安全。蜂窝过滤网13至少有两片，在气体流通主体11口部，设置两片蜂窝过滤网13，一方面避免由于气体流速过快对囊体造成的损伤，另一方面，网状通气孔可以有效降低流速，侧壁的贯通安装孔111就布局在网状结构之间，测温更加准确，相邻两片蜂窝过滤网13之间设置消音海绵14，由于高速气体会产生强烈的振动，充气过程中也会产生巨大的噪声，本实施例通过消音海绵14减缓气流产生的振动噪声，消音海绵14可以极大地降低充气造成的噪声。
49.在上述实施例的基础上，本实施例中，参见图2所示，气体流通主体11包括通径段112和渐变径段113，渐变径段113的小径端设置内螺纹连接接头114作为进气端，渐变径段113的大径端与通径段112一体化连接，通径段112远离渐变径段113的端部设置外螺纹作为出气端。通过内螺纹连接接头114连接充气管线作为进气端，气体流经渐变径段113，由于气体流通主体11的直径逐渐增大，气体的空间逐渐变大，一定程度上不影响气体膨胀，又能逐渐减缓气体的冲击力。
50.结合图4和图5所示，本实施例对温度测量模块12进行详细描述，本实施例中，温度测量模块12包括温度探头121、温度数据传输杆122和数据无线传输模块123，温度探头121安装于贯通安装孔111中，用于对通过气体流通主体11的气体进行测温，其探头位于消音海绵14中，夹在两片蜂窝过滤网13之间，蜂窝过滤网13和消音海绵14对温度探头121起到保护作用，防止高速气体对温度探头121的冲击破坏；温度数据传输杆122的第一端部连接温度探头121，用于对温度探头121测得的温度数据进行传输；数据无线传输模块123连接温度数据传输杆122的第二端部，用于接收温度数据传输杆122传输的温度数据，并无线传输给远端系统(远程计算机5)进行计算。温度探头121测量的气体的温度数据通过温度数据传输杆122和数据无线传输模块123传输给远程计算机5进行计算校准修正，得到更为精确的浮空器的浮力值。
51.本发明还提供一种浮空器充气系统，参见图6和所示，包括上述浮空器充气测量装置1，还包括浮空器2、充气管线3、气源装置4和远程计算机5，如图7所示，浮空器2上设置充气口21，浮空器充气测量装置1连接充气口21；充气管线3连接浮空器充气测量装置1，用于气体的传输；气源装置4上设置有温度测量传感器41，气源装置4的出口连接充气管线3，且在气源装置4的出口处设置有压力表42；远程计算机5用于接收温度测量模块12、温度测量传感器41和压力表42数据并进行计算。
52.本实施例中，浮空器充气测量装置1的进气端是内螺纹结构，可以与充气管线3直接连接，充气管线3的长度是固定的，一般为10米长的内嵌钢丝网套的耐高压软管，可以根据充气现场的实际需求连接充气管线3的段数，各段充气管线3完全一致，一端是外螺纹、一端是内螺纹，充气管线3间通过端头的螺纹首尾连接，并且靠充气管线3两端头的锥面来保证密封，最后一段充气管线3与气源装置4连接接收气源装置4的气体。气源装置4上的温度测量传感器41和压力表42用于测量计算出气源装置4输出的浮升气体质量，得到对应的浮力值，然后由浮空器充气测量装置1测出的温度结合气体状态方程在远程计算机5上进行修正，得到更为精确的浮空器的浮力值，继而去判断充气结束时间，完成对浮空器2的精准充气。
53.根据上述实施例提供的浮空器充气系统，本实施例对气源装置4进一步进行说明，气源装置4由多个高压气瓶43串联组成，并通过总开关44连接充气管线3，压力表42安装于总开关44背向充气管线3一侧，高压气瓶43上安装温度测量传感器41用于测量高压气瓶43内部气体温度。通过温度测量传感器41和压力表42测出高压气瓶43初始温度压力值，计算得到高压气瓶43中的气体质量，在充气过程中，实时测量高压气瓶43温度压力值，得到高压气瓶43实时剩余气体质量，初始气体质量和剩余气体质量的差值即为充入浮空器2的浮升气体质量。
54.浮空器可以分为飞艇、高空气球、系留气球这三大类，本发明提供的浮空器充气系统，充气口21可以采用硬式连接和软式连接的方式连接气体流通主体11，当浮空器2是飞艇或系留气球的时候，充气口21为硬式充气口或充气法兰，气体流通主体11的出气端通过螺纹连接方式或者法兰连接方式连接充气口21，可以通过事先在浮空器2上安装一个硬式充气口或者充气法兰，然后把浮空器充气测量装置1通过螺纹或者松紧扣的方式连接浮空器2的充气口21。当浮空器2是高空气球的时候，充气口21为软式充气口，软式充气口包裹气体流通主体11的出气端，充气的时候，将充气口21的软式充气管完全包裹住浮空器充气测量装置1的出气口，靠充气人员用手握紧密封。
55.本发明还提供一种浮空器的充气方法，采用上述浮空器充气系统，包括如下步骤：
56.步骤一：安装连接浮空器充气系统。
57.步骤二：检查确认温度测量模块12、温度测量传感器41和压力表42正常工作，并检查远程计算机5接收数据正常。
58.步骤三：通过远程计算机5读取温度测量传感器41和压力表42测量数据，得到气源装置4初始压力值和初始温度值，对照浮升气体在不同压力和温度下的密度插值关系表，得到气源装置4内气体的初始浮升气体质量。
59.步骤四：打开气源装置4开关，对浮空器2进行充气。
60.步骤五：充气过程中，远程计算机5实时读取温度测量传感器41和压力表42测量数
据，在远程计算机5上计算得到气源装置4内气体的实时浮升气体质量；用初始浮升气体质量和实时浮升气体质量取差值得到充入浮空器2的浮升气体质量，用该浮升气体质量计算得到实时浮空器净浮力值a；浮空器净浮力值a的计算通过以下方式得到：
61.其中，f
净
(a)是实时浮空器净浮力值a，r
空
是空气的气体常数，r
′
是充气的浮升气体的气体常数，m是实时充入浮空器的浮升气体质量。
62.步骤六：通过温度测量模块12测得实时经过气体流通主体11的气体的温度值，在远程计算机5上利用温度测量模块12测得的温度值对同一时刻的步骤五得到的实时浮空器净浮力值a进行修正，得到实时浮空器净浮力值b；浮空器净浮力值b的计算通过以下方式得到：
63.其中f
净
(a)是实时浮空器净浮力值a；f
净
(b)是实时浮空器净浮力值b；t
′
是温度测量模块测得实时经过气体流通主体的气体的温度值；t
空
是实时空气温度，可通过在远程计算机5上显示得到；m是实时充入浮空器的浮升气体质量。
64.步骤七：将步骤六得到的浮空器净浮力值b与目标充气量进行比较，当实时浮空器净浮力值b达到目标充气量时，充气结束，关闭气源装置4的开关。
65.步骤八：取下与浮空器2连接的浮空器充气测量装置1，将充气口21密封，浮空器2完成充气过程，具备发放条件。
66.综上所述，本发明提供的这种浮空器充气测量装置、充气系统及充气方法，核心点在于利用本发明所提供的充气测量装置可以更为准确地测量出口处的气体温度，可对实时充入浮空器的浮升气体浮力值进行修正，提高了浮空器浮力值的计算准确度，对比于现有的浮空器充气过程，本发明具有以下几个优点：
67.1、现有的浮空器充气结构多为“充气狼牙棒”，它是一个纯机械结构，不存在温度测量模块和无线数据传输模块；本发明的浮空器充气测量装置改良了结构，增加了温度测量模块，可以直接测量浮升气体的温度，并且可以通过数据无线传输模块将实时的气体温度传输到远程计算机里进行计算；
68.2、传统的浮空器充气量计算都是通过对高压气瓶的压力和温度采集，利用浮升气体在不同压力和温度下的密度插值关系来计算充气量。由此得到的充气量其实是浮升气体的质量，再根据浮升气体与空气分子量的关系换算得到的净浮力值并不准确；简单点讲，就是热胀冷缩的原理，所以同样质量的浮升气体，在不同温度下产生的浮力值是不一样的。利用本发明的浮空器充气测量装置可以直接测得浮升气体传输过程中的真实温度，根据气体状态方程可以计算浮空器内实时的净浮力值。
69.3、通过本发明的浮空器充气系统及充气方法，可以准确测量给浮空器充入的浮升气体质量，也可以准确测量当前环境条件下浮空器内的净浮力值。浮升气体质量可用于评估浮空器平飞后的状态，而净浮力值可用于评估浮空器放飞后的上升速度。
70.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；
而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种浮空器充气测量装置，其特征在于，包括：气体流通主体(11)，所述气体流通主体(11)为中空的可以使气体通过的管状结构，所述气体流通主体(11)侧壁上设置有贯通安装孔(111)；温度测量模块(12)，所述温度测量模块(12)安装于所述贯通安装孔(111)，用于对通过所述气体流通主体(11)的气体进行测温。2.根据权利要求1所述的浮空器充气测量装置，其特征在于，所述气体流通主体(11)内部安装有蜂窝过滤网(13)，所述蜂窝过滤网(13)沿着所述气体流通主体(11)内部通道的径向分布，所述气体流通主体(11)内部通道的通道壁上设置有环形卡槽，所述蜂窝过滤网(13)的边沿卡合于所述环形卡槽。3.根据权利要求2所述的浮空器充气测量装置，其特征在于，所述蜂窝过滤网(13)至少有两片，相邻两片所述蜂窝过滤网(13)之间设置消音海绵(14)。4.根据权利要求3所述的浮空器充气测量装置，其特征在于，所述气体流通主体(11)包括通径段(112)和渐变径段(113)，所述渐变径段(113)的小径端设置内螺纹连接接头(114)作为进气端，所述渐变径段(113)的大径端与所述通径段(112)一体化连接，所述通径段(112)远离所述渐变径段(113)的端部设置外螺纹作为出气端。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的浮空器充气测量装置，其特征在于，所述温度测量模块(12)包括：温度探头(121)，所述温度探头(121)安装于所述贯通安装孔(111)中，用于对通过所述气体流通主体(11)的气体进行测温；温度数据传输杆(122)，所述温度数据传输杆(122)的第一端部连接所述温度探头(121)，用于对所述温度探头(121)测得的温度数据进行传输；数据无线传输模块(123)，所述数据无线传输模块(123)连接所述温度数据传输杆(122)的第二端部，用于接收所述温度数据传输杆(122)传输的温度数据，并无线传输给远端系统进行计算。6.一种浮空器充气系统，其特征在于，包括权利要求1至5中任意一项所述的浮空器充气测量装置(1)，还包括：浮空器(2)，所述浮空器(2)上设置充气口(21)，所述浮空器充气测量装置(1)连接所述充气口(21)；充气管线(3)，所述充气管线(3)连接所述浮空器充气测量装置(1)，用于气体的传输；气源装置(4)，所述气源装置(4)上设置有温度测量传感器(41)，所述气源装置(4)的出口连接所述充气管线(3)，且在所述气源装置(4)的出口处设置有压力表(42)；远程计算机(5)，所述远程计算机(5)用于接收所述温度测量模块(12)、所述温度测量传感器(41)和所述压力表(42)数据并进行计算。7.根据权利要求6所述的浮空器充气系统，其特征在于，所述气源装置(4)由多个高压气瓶(43)串联组成，并通过总开关(44)连接所述充气管线(3)，所述压力表(42)安装于所述总开关(44)背向所述充气管线(3)一侧，所述高压气瓶(43)上安装所述温度测量传感器(41)用于测量所述高压气瓶(43)内部气体温度。8.根据权利要求6或7所述的浮空器充气系统，其特征在于，所述充气口(21)为硬式充气口或充气法兰，所述气体流通主体(11)的出气端通过螺纹连接方式或者法兰连接方式连
接所述充气口(21)。9.根据权利要求6或7所述的浮空器充气系统，其特征在于，所述充气口(21)为软式充气口，所述软式充气口包裹所述气体流通主体(11)的出气端。10.一种浮空器的充气方法，其特征在于，采用如权利要求6至9中任意一项所述的浮空器充气系统，包括如下步骤：步骤一：安装连接所述浮空器充气系统；步骤二：检查确认所述温度测量模块(12)、所述温度测量传感器(41)和所述压力表(42)正常工作，并检查所述远程计算机(5)接收数据正常；步骤三：通过所述远程计算机(5)读取所述温度测量传感器(41)和所述压力表(42)测量数据，得到所述气源装置(4)初始压力值和初始温度值，对照浮升气体在不同压力和温度下的密度插值关系表，得到所述气源装置(4)内气体的初始浮升气体质量；步骤四：打开所述气源装置(4)开关，对所述浮空器(2)进行充气；步骤五：充气过程中，所述远程计算机(5)实时读取所述温度测量传感器(41)和所述压力表(42)测量数据，在所述远程计算机(5)上计算得到所述气源装置(4)内气体的实时浮升气体质量；用所述初始浮升气体质量和所述实时浮升气体质量取差值得到充入所述浮空器(2)的浮升气体质量，用该浮升气体质量计算得到实时浮空器净浮力值a；步骤六：通过所述温度测量模块(12)测得实时经过所述气体流通主体(11)的气体的温度值，在所述远程计算机(5)上利用所述温度测量模块(12)测得的温度值对同一时刻的步骤五得到的所述实时浮空器净浮力值a进行修正，得到实时浮空器净浮力值b；步骤七：将步骤六得到的所述浮空器净浮力值b与目标充气量进行比较，当所述实时浮空器净浮力值b达到所述目标充气量时，充气结束，关闭所述气源装置(4)的开关；步骤八：取下与所述浮空器(2)连接的所述浮空器充气测量装置(1)，将所述充气口(21)密封，所述浮空器(2)完成充气过程。

技术总结
本发明涉及一种浮空器充气测量装置、充气系统及充气方法，浮空器充气测量装置，包括气体流通主体和温度测量模块，气体流通主体为中空管状结构，在气体流通主体口部，设置两片蜂窝过滤网，一方面避免由于气体流速过快对囊体造成的损伤，另一方面，网状通气孔可以有效降低流速，侧壁上设置有贯通安装孔并位于网状结构之间，温度测量模块安装于贯通安装孔，测温更加准确。在浮空器充气时，通过测温模块可以直接测量浮升气体传输过程中的温度，并结合气体状态方程准确计算浮空器的浮升气体质量与当前环境下的净浮力值，用以解决现有技术中浮空器发放之前的充气过程中存在的测量计算不准确的问题，实现浮空器净浮力值的准确计算。实现浮空器净浮力值的准确计算。实现浮空器净浮力值的准确计算。


技术研发人员：赵荣 曹胜鸿 杨燕初 张向强
受保护的技术使用者：中国科学院空天信息创新研究院
技术研发日：2023.02.07
技术公布日：2023/5/10